MITの研究者らは、デジタル構造を導入した。シャツに埋め込まれた繊維は、体温や身体活動などの有用な情報やデータを検知、保存、抽出、分析、伝達することができる。これまで、電子繊維はシミュレーションでしか実現されていなかった。「この研究は、データをデジタルで保存・処理できる布地を初めて実現し、繊維に新たな次元の情報コンテンツを追加し、布地の逐語的なプログラミングを可能にするものです」と、この研究の筆頭著者であるヨエル・フィンク氏は述べている。
この研究は、ロードアイランド・スクール・オブ・デザイン（RISD）の繊維学科と緊密に連携して実施され、アナイス・ミサキアン教授が主導した。
このポリマー繊維は、数百個の正方形のシリコン製マイクロデジタルチップで構成されています。薄くて柔軟性があり、針を貫通したり、布地に縫い付けたりすることができ、少なくとも10回の洗濯にも耐えることができます。
デジタル光ファイバーは、メモリに大量のデータを保存できます。研究者は、767KBのフルカラービデオファイルや0.48MBの音楽ファイルなど、光ファイバー上のデータの書き込み、保存、読み出しが可能です。停電時にもデータは2か月間保存できます。この光ファイバーには、約1,650個の接続されたニューラルネットワークがあります。研究の一環として、デジタルファイバーが参加者のシャツの脇の下に縫い付けられ、デジタル衣服が約270分間、体表面温度を測定しました。デジタル光ファイバーは、着用者がどのような活動に参加したかを96%の精度で識別できます。
分析機能と光ファイバーの組み合わせは、さらなる応用の可能性を秘めています。酸素レベルや脈拍数の低下といったリアルタイムの健康問題のモニタリング、呼吸困難に関する警告、そしてアスリートのパフォーマンス向上方法や怪我のリスク軽減策に関する情報を提供する人工知能ベースのウェア（Sensoria Fitnessを思い浮かべてください）などが挙げられます。Sensoriaは、パフォーマンス向上に役立つリアルタイムの健康・フィットネスデータを提供するスマートウェアを幅広く提供しています。光ファイバーは小型の外部デバイスで制御されるため、研究者たちの次のステップは、光ファイバー自体に埋め込むことができるマイクロチップを開発することです。
最近、KJソマイヤ工科大学の学生であるニハール・シン氏は、医師用PPEキットに体温維持のためのCov-tech換気システムを開発しました。スマートウェアは、スポーツウェア、医療用衣料、国防分野にも進出しています。さらに、2024年または2025年までに、世界のスマートウェア／ファブリック市場の年間規模は50億米ドルを超えると予測されています。
人工知能搭載繊維の開発スケジュールは短縮化している。将来的には、こうした繊維は特別に構築された機械学習アルゴリズムを用いて、潜在的な生物学的パターンを発見・解明し、健康指標をリアルタイムで評価するのに役立つようになるだろう。
本研究は、米国陸軍研究局、米国陸軍兵士ナノテクノロジー研究所、米国国立科学財団、マサチューセッツ工科大学海洋基金、および国防脅威削減局の支援を受けて実施されました。
投稿日時：2021年6月9日